Dessalinizador solar de R$20 produz água potável para uma família

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/02/2022

Dois protótipos ainda em fase de testes, para verificar as dimensões ideais dos furos das membranas.
[Imagem: Lenan Zhang et al. - 10.1038/s41467-022-28457-8]

Pavio entupido

Pesquisadores da China e dos EUA criaram um sistema de dessalinização de água do mar de custo extremamente baixo e que ainda tem a vantagem de funcionar usando energia solar.

Existem inúmeros experimentos com dessalinizadores solares, alguns com eficiência muito elevada; contudo, quando se tenta passar para a operação em escala útil, fora dos laboratórios, o sal começa a se acumular e entope tudo, interrompendo o funcionamento do dessalinizador.

Lenan Zhang superou esse problema livrando-se de um elemento que aparece em quase todos os dessalinizadores solares e que é o grande responsável pelo "entupimento" de sal: Uma espécie de pavio, que suga a água limpa por meio da capilaridade.

Dessalinizador solar passivo

Para dispensar o pavio, o novo dispositivo foi construído em uma série de camadas, com material escuro no topo, para absorver o calor do Sol, depois uma fina camada de água acima de uma camada perfurada, e esta sobre um reservatório profundo de água salgada, que pode ser um tanque ou uma lagoa.

Após cuidadosos cálculos e experimentos, Zhang determinou o tamanho ideal para os furos feitos na camada perfurada, que no protótipo é feita de poliuretano: Com 2,5 milímetros de diâmetro, esses furos permitem uma circulação convectiva natural entre a camada superior de água mais quente e o reservatório mais frio abaixo, sem entupir.

Essa circulação atrai naturalmente o sal da camada fina de água acima para o corpo de água muito maior abaixo, onde fica bem diluído e não é mais um problema. Ou seja, assim como o ar quente sobe e o ar frio desce, a convecção natural conduz o processo de dessalinização, fazendo a água pura subir e a água salgada descer.

"Na camada de água confinada perto do topo, a evaporação acontece na interface mais de cima. Por causa do sal, a densidade da água na interface superior é maior, e a água do fundo tem densidade mais baixa. Então, este é uma força motriz original para essa convecção natural porque a densidade mais alta no topo faz com que o líquido salgado desça," explicou Zhang.

Tudo funciona de forma passiva, com a única entrada de energia vindo do calor do Sol.
[Imagem: Lenan Zhang et al. - 10.1038/s41467-022-28457-8]

Dessalinizador de baixo custo

Outro elemento importante deste dessalinizador solar é o seu custo, extremamente baixo. O aquecimento solar na parte superior, por exemplo, é feito por uma simples camada de tinta preta.

Segundo a equipe, um sistema com 1 metro quadrado de área de coleta deve ser suficiente para suprir as necessidades diárias de água potável de uma família.

E Zhang calculou que os materiais necessários para um dessalinizador solar de 1 metro quadrado custariam cerca de US$ 4 (pouco mais de R$ 20).

Há também outras possibilidades de uso. "Se pudermos concentrar um pouco a luz do Sol, poderíamos usar esse dispositivo passivo para gerar vapor de alta temperatura para fazer esterilização médica para áreas rurais," disse Zhang.

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